Báo cáo thực tập Thiết kế bộ đếm 68

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO THỰC TẬP Môn: KỸ THUẬT SỐ Vcc 74LS00 GND A nc Qa Qd GND Qb Qc 74LS90 BÁO CÁO THỰC TẬP Môn : Kỹ thuật số THIẾT KẾ BỘ ĐẾM 68 I. Linh kiện và chức năng của linh kiện * IC 7400 (NAND) dùng tạo xung nhịp làm nhiệm vụ kích cho bộ đếm. Cấu tạo IC7400: CHÂN VÀO CHÂN RA 1, 2 3 4, 5 6 9, 10 8 12, 13 11 chân 7 nối đất, chân 14 nối với nguồn * Cấu tạo xung Xung ra có chu kỳ tỷ lệ với tích của RC U2A 7400 1 2 3 U3A 7400 1 2 3 0 R2 4.7k + C1 100uF R1 4.7k • Cấu tạo IC 7490 + Bốn chân thiết lập:R1(1), R1(2), R9(1), R9(2) + Khi bố R1(1)= R1(2)=H (ở mức cao) thì bộ đếm được xoá về 0 và các đầu ra ở mức thấp. + R9(1),R9(2) là chân thiết lập trạng thái cao của đầu ra: QA= QD=1, QB= QC=0. + NC chân không nối. + IC 7490 gồm 2 bộ chia là chia 2 và chia 5: - Bô chia 2 do Input A điều khiển đầu ra QA . - Bộ chia 5 do Input B điều khiển đầu ra QB ,QC ,QD trong đó QD có trọng số lớn nhất(bit già nhất). + Đầu vào A, B tích cực ở sườn âm. + Để tạo thành bộ đếm 10 ta nối đầu ra QA vào chân B để tạo xung kích cho bộ đếm 5. + QA, QB, QC, QD là các đầu ra Chân xác lập trạng thái đầu ra R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) QD QC QB QA 1 1 0 X 0 0 0 0 1 1 X 0 0 0 0 0 X X 1 1 1 0 0 1 X 0 X 0 đếm 0 X 0 X đếm 0 X X 0 đếm X 0 0 X đếm Bảng trạng thái của IC 7490 Vcc f g a b c d e B C LT BI/RB0 RBI D A GND 74LS47 * IC 7447 Cấu tạo IC 7447 Chức năng của IC 7447 là bộ giải mã và kích thích hiển thị A, B, C, D là các đầu vào, trong đó D có trọng số lớn nhất 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 Sơ đồ đầu ra QA, , QB, QC, QD Bảng trạng tháicủa IC 7447 (đầu ra tích cực ở mức thấp) Đèn Led 7 thanh Số Đầu vào Đầu ra D C B A a b c d e f g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 10 11 12 13 14 15 1 0 1 0 X X X X X X X 1 0 1 1 X X X X X X X 1 1 0 0 X X X X X X X 1 1 0 1 X X X X X X X 1 1 1 0 X X X X X X X 1 1 1 1 X X X X X X X b c a d e f g - Do đầu ra của IC 7447 tích cực ở mức thấp nên ta sử dụng Led 7 thanh chung Anốt. * Cấu tạo của đèn LED 7 thanh Sơ đồ nguyên lý của đèn LED 7 thanh Chân 3 và chân 8 thông nhau CBABCDg ACDBCBAf BCAe ABCABCCBAd BACc ACBABCb ACABCDa += ++= += ++= = += += Sơ đồ thiết kế bộ đếm 68 bằng Flip Flop – JK Trong đó A là bit già nhất, G là bit trẻ nhất Sơ đồ nguyên lýcủa bộ đếm 68 Vcc g Vcc e c b Chấm b c a d e f g f a d Để thiết kế bộ đếm 68, trước tiên ta thiết kế bộ đếm 100 sau đó dựa vào nguyên lý của bộ đếm này rồi dùng mạch hồi tiếp điều khiển các chân R0(1), R0(2) của các IC 7490 để có được bộ đếm 68. III. Giải thích nguyên lý hoạt động của bộ đếm 100 Bộ đếm 100 gồm có 4 khối: + Khối I: Khối tạo xung, nhằm tạo xung kích cho bộ đếm. Xung kích được đưa vào Input A của IC 7490 thứ nhất. + Khối II: • Bộ đếm 100 được ghép bởi 2 bộ đếm 10 (IC 7490). • Bộ đếm 10 được tạo ra bằng cách nối chân QAvới chân Input B của IC đó. • Để tạo bộ đếm 100 ta nối chân D của IC 7490 thứ nhất với chân Input A của IC 7490 thứ hai. • Đầu ra IC 7490 thứ hai có trọng số lớn hơn IC thứ nhất (trong một IC thì chân A có trọng số nhỏ nhất, chân D có trọng số lớn nhất). + Khối III: • Bộ giải mã LED 7 thanh gồm 2 IC 7447 (đầu ra tích cực ở mức thấp) có đầu vào được nối với IC 7490 tương ứng. + Khối IV: • Bộ hiển thị LED 7 thanh chung Anốt (gồm có 2 LED 7 thanh) có đầu vào được nối với đầu ra của IC 7447 tương ứng. Dựa vào hoạt động của IC 7490, ta có thể thiết kế bộ đếm 100 bằng cách nối các chân R0(1), R0(2), R9(1), R9(2) của IC 7490 với đất, nối đầu ra QD của IC hàng đơn vị với đầu vào Input A của IC hàng chục. Khi đó bộ đếm sẽ đếm từ 00 tới 99 và lại trở về 00 đếm tiếp. Khối tạo xung Khối đếm (2IC 7490) Khối giải mã BCD (2IC 7447) Khối hiển thị Led Sơ đồ nguyên lý của bộ đếm 100 II. Giải thích hoạt động nguyên lý hoạt động của bộ đếm 68 Bộ đếm 68 có 3 khối : khối tạo xung, khối giải mã BCD, khối hiển thị LED 7 thanh, giống hoàn toàn bộ đếm 100. Chỉ có bộ đếm là khác ở chỗ có mạch hồi tiếp điều khiển các chân R0 (1) và R0(2) của các IC 7490. Mạch hồi tiếp được cấu tạo bởi tích của QD (của IC 7490 hàng đơn vị) với QB và QC (của IC 7490 hàng đơn vị), đầu ra của tích QD , QB , QC này được nối trực tiếp vào các chân R0(1) và R0(2) của các IC 7490. Sở dĩ ta làm được điều đó là dựa vào hoạt động của IC 7490 là khi R0(1) và R0(2) đồng thời ở mức cao (mức H) và R9(1), R9(2) ở mức thấp thì QA , QB , QC , QD đồng thời ở mức thấp (mức L) tức số đếm lúc này của IC là 0000. 0 U3 7447 7 1 2 6 4 53 13 12 11 10 9 15 14 D 0 D 1 D 2 D 3 B I/R B O R B I LT A B C D E F G U5 LED a b c d e f g 00 U6 LED a b c d e f g U4 7447 7 1 2 6 4 53 13 12 11 10 9 15 14 D 0 D 1 D 2 D 3 B I/R B O R B I LT A B C D E F G U2 7490 Input A Input B D o C o B o A o R 0( 2) R 0( 1) R 9( 1) R 9( 2) 14 1 U1 7490 Input A Input B D o C o B o A o R 0( 2) R 0( 1) R 9( 1) R 9( 2) 14 1 0 Sơ đồ nguyên lý của bộ đếm 68 0 U3 7447 7 1 2 6 4 53 1 3 1 2 1 1 1 0 9 1 5 1 4 D 0 D 1 D 2 D 3 B I/ R B O R B I L T A B C D E F G U5 LED a b c d e f g 231 9 1 8 0 U6 LED a b c d e f g U4 7447 7 1 2 6 4 53 1 3 1 2 1 1 1 0 9 1 5 1 4 D 0 D 1 D 2 D 3 B I/ R B O R B I L T A B C D E F G U2 7490 Input A Input B D o C o B o A o R 0 (2 ) R 0 (1 ) R 9 (1 ) R 9 (2 )14 1 U1 7490 Input A Input B D o C o B o A o R 0 (2 ) R 0 (1 ) R 9 (1 ) R 9 (2 )14 1 Sơ đồ lắp giáp của bộ đếm U9 IC 7490 Inp ut B Ro 1 Ro 2 Nc Vc c Rg 1 Rg 2 CBGN D DANcInp ut A 1 2 3 4 5 6 7 891011121314 U14 IC 7447 B C D A GN D edcbagfVc c 1 2 3 4 5 6 7 8 910111213141516 0 U13 IC 7447 B C D A GN D edcbagfVc c 1 2 3 4 5 6 7 8 910111213141516U10 IC 7490 Inp ut B Ro 1 Ro 2 Nc Vc c Rg 1 Rg 2 CBGN D DANcInp ut A 1 2 3 4 5 6 7 891011121314 R2 +Vcc U16 LED Vc c a bfg e .cVc c d 8 7 6910 1 5432 R1 + Vcc GND IC 7400 U1 2 1 2 3 4 5 6 7 891011121314 Vcc GND IC 7400 U1 1 1 2 3 4 5 6 7 891011121314 U15 LED Vc c a bfg e .cVc c d 8 7 6910 1 5432